機(jī)載基地臺為緊急救生通訊聯(lián)機(jī)暢流

世界各地都可能發(fā)生天然災(zāi)害，恢復(fù)通訊對于現(xiàn)場急救人員而言至關(guān)重要，這樣才能及時滿足災(zāi)民當(dāng)時的迫切需求并恢復(fù)飲用水、食品和電力等基本生活物資的供應(yīng)。

日本的工程公司Fukaden正在透過為高功率系留無人機(jī)中的行動通訊基地臺供電，來為這項(xiàng)人道主義事務(wù)提供支持。現(xiàn)場急救人員一到現(xiàn)場，就可怖署這些重量很輕的可?式無人機(jī)，以提供實(shí)時通訊功能。這為急救人員提供了快速決策以及溝通所需的支持。


 
圖1 : Fukaden系留無人機(jī)可快速部署，為危及生命的自然災(zāi)害情況提供援助。

在與日本主要電信營運(yùn)商的合作中，F(xiàn)ukaden已經(jīng)對其電源控制箱 II 主電源單元進(jìn)行示范測試，該設(shè)備透過系線為無人機(jī)供電。它可將 1kW 的電源傳輸?shù)?150 公尺遠(yuǎn)的地方。此外，并聯(lián)使用單元還可輕松擴(kuò)充電源，將功率增加三倍，達(dá)到 3kW，其可為直徑為 10 公里的工作范圍提供蜂巢式服務(wù)。


更高的電壓可實(shí)現(xiàn)更輕、更細(xì)的纜線
過去，系留無人機(jī)的弊端一直是電源線的粗細(xì)和重量。又長又重的纜線會增加重量，造成更大的阻力，這不僅需要更多電源，而且限制了無人機(jī)增加新特性的能力，如傳感器或高分辨率視訊攝影機(jī)等。

Fukaden無人機(jī)需要 1kW 到 5kW 的電源，而將供電電壓從 24V 增加到 370V，可將供電電流銳減為原來的1/15。這有利于使用更細(xì)的纜線，其可將 1kW 纜線的重量從 125 克/公尺銳降至 11.1 克/公尺，下降后不到原來的1/10。

在無人機(jī)上提供 370V 電壓，需要在無人機(jī)上安裝一款高密度的更輕 DC-DC 轉(zhuǎn)換器模塊，將電源電壓降至 DC 24V，這是驅(qū)動電機(jī)所需的電壓。


 
圖2 : 系留無人機(jī)「電源控制箱II 主供電單元」（背面）的Fukaden供電單元和一部分電源單元，安裝了兩款 Vicor DCM? 組件（右側(cè)）

最初的 Fukaden 高壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)計不僅很重，而且占用的空間也很多。因此，該公司尋找一種小型、輕量級的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，隨后使用 Vicor DCM 電源模塊取代了大型轉(zhuǎn)換器。

Vicor DCM 是一種采用高頻率零電壓切換 (ZVS) 技術(shù)的隔離式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器模塊，具有轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率密度大的特征。使用 DCM 不僅將體積縮小了 75%，而且還將重量減少了 50% 以上。


建構(gòu)更高效能的通訊無人機(jī)
新一代 Fukaden 通訊無人機(jī)需要高達(dá) 9kW 的電源。使用更高電壓的電源（DC 700V） 和更細(xì)的纜線并升級到并聯(lián)三款 Vicor BCM 母線轉(zhuǎn)換器，F(xiàn)ukaden 能夠?qū)⒐β蕯U(kuò)大到 4.5kW。要進(jìn)一步擴(kuò)大至近 9kW，可以并聯(lián)兩個 Fukaden 供電單元。



 
圖3 : Fukaden的下一代通訊站需要高達(dá)9kw的功率。

Fukaden使用高壓電源（DC 700V）、更薄的線纜和三個 Vicor BCM并聯(lián)數(shù)組，能?輕松擴(kuò)展功率以提供更好的效能。 通過新增電源，無人機(jī)可以飛行92小時，并保持直徑為10公里的通信區(qū)域。

增加電源后，無人機(jī)可飛行 92 小時并保持直徑 10 公里的通訊范圍。此外，在所有類型的惡劣天氣下，還可幫助基地臺提升效能，更出色地完成任務(wù)。

輕量級的小巧電源模塊不僅易于設(shè)計和擴(kuò)充電源，而且還便于安裝無人機(jī)基地臺，從而可實(shí)現(xiàn)拯救生命的關(guān)鍵任務(wù)部署。發(fā)生天然災(zāi)害時，F(xiàn)ukaden 可移動式基地臺單元正迅速成為急救人員的必備設(shè)備。其多功能性和便攜性將為日本乃至世界各地的救災(zāi)工作帶來福音。